LHC 上顶夸克对的纠缠与量子层析

纠缠是量子力学的核心课题。由于其本征的相对论行为与基础性质，高能对撞机是研究量子力学基础方面的具吸引力系统。我们提出在 LHC 上探测顶—反顶夸克对自旋间的纠缠，这代表了首个在夸克对中探测纠缠的提议，也是迄今在最高能标上的纠缠观测。我们表明，可通过直接测量顶—反顶对衰变产生的轻子间角分离来观测纠缠。利用 LHC 运行 2 期间记录的当前数据，该探测可以高统计显著性实现。此外，我们为顶—反顶对开发了一种简单的量子层析协议。该实验技术重构了系统的量子态，提供了检验理论预言的新实验工具。我们的工作在两夸克高能系统中明确实现了量子信息中的标准实验技术，为利用高能对撞机研究量子信息方面铺平了道路。